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発明の名称 ヒューズ体
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平8−45413
公開日 平成8年(1996)2月16日
出願番号 特願平6−179233
出願日 平成6年(1994)7月29日
代理人
発明者 長谷川 美樹
要約 目的
温度又は過電流に対するヒューズ体において、溶断特性向上及び小型・軽量化を図ると共に、製造コストの低減を図る。

構成
柔軟性かつ不燃性または難燃性の絶縁板1a、1bの間に、渦巻状のヒューズ部2を形成し、更に、該ヒューズ部2の両端に外部接続端子3a、3bを形成する。
特許請求の範囲
【請求項1】 少なくとも一方の絶縁板が柔軟性かつ不燃性または難燃性の素材よりなる二枚の絶縁板の間に、少なくとも一部が渦巻状またはジグザグ状のヒューズ部を形成したことを特徴とするヒューズ体。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、過電流、温度等によって回路を遮断するヒューズ体に関する。
【0002】
【従来の技術】何らかの原因で回路に過電流が流れた際、その回路に流れる電流を遮断して、回路の誤動作または火災等の二次災害を未然に防ぐために、ヒューズ体を他の部品とともに予め回路基板上に組み込むことが従来より行われている。従来、この種のヒューズ体としては、特開昭63ー170826号公報に記載され、且つ、図10及び図11に示すような構造が提案されている。これら図において、10はアルミナなどからなる絶縁性基板であり、11、11は一対をなす接続端子である。絶縁性基板10上には絶縁膜12が形成されており、該絶縁膜12上には熱溶融性絶縁性粒子と導電性粒子とバインダの混合体からなる導電性ペーストを塗布、焼成したヒューズ部13が形成されている。なお、前記絶縁膜12はヒューズ部13中に含まれる熱溶融性絶縁性粒子と同質材質で形成される。また、ヒューズ部13上にはガラス保護層14が形成されている。このようなヒューズ体の場合、ヒューズ部13の両端13a、13bに一定電流以上の電流が流れると、発熱によりヒューズ部13cの熱溶融性絶縁性粒子が局部的に溶融し、導電性粒子が相互に遊離、拡散して導電性粒子間の導電路が遮断される。このとき、絶縁層12は、ヒューズ部13の熱溶融性絶縁性粒子と同質であるため、溶融したヒューズ部13の導電性粒子がこの絶縁層12にまで拡散し、導電路の遮断が円滑かつ確実に行われる。更に、該絶縁層12は次のような役割も果たす。即ち、絶縁性基板10はアルミナAl23のようなセラミックが使用されるが、該セラミック等の絶縁基板は熱伝導率が高いため、該絶縁基板上に直接ヒューズ部を設けると、過電流によって発生した熱が該絶縁基板中を伝導して逸散してしまい、過電流が流れてもヒューズ部が溶断されにくいという結果が生じる。絶縁層12はこのようなヒューズ部の熱が絶縁性基板及び空気中に伝導もしくは逸散するのを防止する役割も果たす。また、ガラス保護層14も、発熱したヒューズ部の熱が空気中に逸散するのを防止する役割を果たす。
【0003】図12は、実開昭56ー92347号公報に記載されている、従来考えられている他のヒューズ体の構造を表す断面図である。図において15、15は一対のリード端子を表し、この一対のリード端子の素子内部の端部間に金線16がワイヤーボンディングされている。また、該金線16は柔軟性かつ不燃性又は難燃性の樹脂17により被覆されており、更にその周囲が樹脂モールド部18によってモールドされている。このようなヒューズ体の場合、リード端子15、15間に一定電流以上の電流が流れると、金線16が溶断し、リード端子15、15が断線状態となる。金線16を被覆する柔軟性かつ不燃性または難燃性の樹脂17は、金線16が溶断時、その溶断部分が表面張力により丸まって、十分な切断長が得られるように設けられたものである。また、樹脂モールド部18は、過電流により金線16に生じた熱が逸散してしまうのを防止する役目も果たす。
【0004】また、図12に示された構造のヒューズ体を、図13のように面実装タイプとして用いることも提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このようなヒューズ体を、それに流れる電流がある所定の値に達したときに確実且つ精度よく働かせるためには、(1)ある電流値に対するヒューズ部の発熱温度を常に一定に保つこと、即ちヒューズ部の溶断特性を常に一定に維持するために所定値以上の電流が流れた際にヒューズ部に発生した熱を可能な限り逸散させないようにすること、及び(2)溶断したヒューズ部が固化とともに再び接続状態に戻らないように確実にヒューズ部の断線を実現すること、の2点に注意を払わなければならない。
【0006】そこで上記従来のヒューズ体においては、過電流により生じたヒューズ部の熱の伝導、逸散の防止するために、絶縁性基板とヒューズ部との間に絶縁層を設ける、ヒューズ部上にガラス保護層を設ける、あるいはヒューズ部全体をモールド樹脂で覆う等の手段が講じられており、また、ヒューズ部の円滑且つ確実な断線を実現するために、絶縁性基板とヒューズ部の間の絶縁層をヒューズ部に含まれる熱溶融性絶縁性粒子と同質の材質で形成する、あるいは、ヒューズ部全体を柔軟性且つ不燃性または難燃性の樹脂で覆う等の手段が講じられている。しかしながら、従来のヒューズ体においては、過電流により生じたヒューズ部の熱の伝導、逸散を防止するための手段と、ヒューズ部の断線を円滑かつ確実に行わせるための手段を別々に講じていたために、その分、製造工程数が増えたり製造方法が複雑になり、その結果コスト高を招来するという問題点があった。
【0007】本発明は、前記従来のヒューズ体の効果を維持しつつ、従来のヒューズ体に比べてより容易かつ低コストで作成できるヒューズ体の構造を提供することを技術的課題とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記技術的課題を達成するため本発明は、「少なくとも一方の絶縁板が柔軟性かつ不燃性または難燃性の素材よりなる二枚の絶縁板の間に、少なくとも一部が渦巻状またはジグザグ状のヒューズ部を形成する」と言う構成にした。
【0009】
【作用】このように、本発明においてはヒューズ部を渦巻状またはジグザク状に構成しているので、ヒューズ部の中央部はその周囲部からの熱を伝導されることとなり、その結果逸散した熱を補えることとなる。また、柔軟性且つ不燃性または難燃性の素材からなる絶縁板は、ヒューズ部が一旦溶融すると、該溶融箇所に該柔軟性且つ不燃性または難燃性の素材が入り込み、ヒューズ部の断線を円滑かつ確実に行わせるとともに、それ自体ヒューズ部の保護層となる。
【0010】
【発明の効果】従って、本発明によれば、少なくとも一部が渦巻状またはジグザグ状のヒューズ部を少なくとも一方が柔軟性かつ不燃性または難燃性の素材よりなる二枚の絶縁板で挟み込むだけという簡単な構成とし得るので、溶断特性の優れたヒューズ体を大幅に小型化できると共に、製造コストも大幅に低減することができ、更に構成が簡単な故、製造工程中における不良の発生を極めて低く抑えることができる。
【0011】また、本発明にかかるヒューズ体を他の電子部品、例えば固体電解コンデンサと組み合わせることにより、非常に小型かつ軽量化された、また、不良品の発生率が非常に低い安全ヒューズ付き電子部品を提供することができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を、図1〜図10の図面に従って説明する。図1〜図3は、本発明の第1の実施例を示す。符号1a、1bは、柔軟性かつ不燃性または難燃性のシリコンゴムよりなる絶縁板を示し、該二枚の絶縁板の間に渦巻状のヒューズ部2が形成されている。該ヒューズ部2は、例えば、一方の絶縁板1bの表面にヒューズ部2の所定のパターンを例えば半田ペーストのスクリーン印刷によって形成するか、半田の真空蒸着等によって形成される。また、半田のフィルムからヒューズ部2のパターンをフォトエッチング等にて抜き取り、これを二枚の絶縁板1a、1bにて挟み付けて形成するようにしても良い。更に、ヒューズ部2の両端には、該ヒューズ部2と電気的に接続された外部接続端子3a,3bが形成されている。
【0013】このような構成にしたヒューズ体では、ヒューズ部2の両端電極3a、3b間に一定値以上の過電流が流れた場合、ヒューズ部2が発熱し溶断されることになるが、この際ヒューズ部2の中央部には、図3に示すように、その周辺部からの熱e1が伝導されることになり、中央部自体から逸散された熱e2が補われることになる。その結果、ヒューズ部中央部2aでは過電流により発熱した温度がほぼ一定に保たれることとなり、安定した溶断特性が得られる。また、ヒューズ部2が一旦発熱により溶断すれば、絶縁板を構成しているシリコンゴムが該溶断部に流れ込むため、円滑かつ確実なヒューズ部の断線を確保することができる。
【0014】以上のように、本実施例によれば、非常に小型化され、且つ溶断特性の優れたヒューズ体を提供することができる。図4及び図5は、本発明の第二の実施例を示す。符号1a、1bは、シリコンゴムよりなる絶縁板、符号2は渦巻状に形成されたヒューズ部を示す。一方の絶縁板1bにスルーホール4a、4bが形成されており、該スルーホール中にはヒューズ部2の両端に電気的に接続される導体5a、5bが充填されている。更に、外部接続端子としてバンプ電極6a、6bが形成されている。
【0015】図6〜図9は、本発明の第3の実施例を示す。本実施例は、本発明にかかるヒューズ体と他の電子部品、この場合は固体電解コンデンサとを組み合わせた例である。この図において符号7はコンデンサ素子を示す。このコンデンサ素子7は、金属粉末を多孔質に固め焼結したチップ片7aの一端面に陽極側電極膜7bを、他端面に陰極側電極膜7cを各々形成したものに構成されている。
【0016】符号8は本発明にかかるヒューズ体を示す。この場合のヒューズ体8は、図8及び図9に示すように、シリコンゴムよりなる二枚の絶縁板8a、8bとの間に半田のヒューズ部8cを構成し、更に一方の絶縁板8aに穿設したスルーホール8dに、ヒューズ部8cの一端に電気的に接続する導体8fを充填する一方、他方の絶縁板8bに穿設したスルーホール8eに、ヒューズ部8cの他端に電気的に接続する導体8gを充填したものに構成されている。そして、前記のように構成したヒューズ体8を、前記コンデンサ素子7のチップ片7aにおける他端面に形成した陰極側電極膜7cに対して、導電性接着剤9または導電性ペーストにて、当該ヒューズ体8におけるヒューズ部8cの一端が導体8gを介して前記陰極側電極膜7cに電気的に導通するように固着する。
【0017】更に、このヒューズ体8における外側の表面に、例えば、下地のニッケルメッキ層と半田メッキ層とから成る金属膜製の陰極側接続用端子電極膜10を形成する一方、前記コンデンサ素子7のチップ片7aにおける一端面に形成した陽極側電極膜7bの表面に、同じく、例えば、下地のニッケルメッキ層と半田メッキ層とから成る金属膜製の陽極側接続用端子電極膜11を形成する。また、前記コンデンサ素子7の外周面を、耐熱性合成樹脂またはガラス製の被覆膜で被覆するか、コンデンサ素子7の外周面を合成樹脂のモールド部にてパッケージするようにする。
【0018】このような構成にすることにより、小型かつ低コストで製作されたヒューズ体を備えた電子部品を提供することができる。なお、上記実施例1〜3においては、二枚の絶縁板が共に柔軟性且つ不燃性または難燃性であるシリコンゴムよりなる例を示したが、一方の絶縁板に他の基板、例えば、アルミナ基板、ガラス基板、ブタジエンゴム等の合成ゴムその他耐熱性の樹脂基板等を用いることも可能である。但し、二枚の絶縁板を、二枚ともシリコンゴムのような柔軟性且つ不燃性または難燃性樹脂とするか、一方を耐熱性または蓄熱性のガラス基板または他の樹脂基板とした場合は、一方をアルミナ基板とする場合よりも熱の逸散をより一層防止でき、高精度のヒューズを得ることができる。
【0019】また、上記実施例1及び3に示されるように、ヒューズ部に半田等の低融点導電物質を用いた時は温度ヒューズとしても作用する。




 

 


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